一種無軛閉口槽多盤式永磁電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)，其包括由轉(zhuǎn)軸、軸承、前端蓋、后端蓋以及機(jī)殼共同構(gòu)成的電機(jī)外殼、同轉(zhuǎn)軸固定的多個(gè)轉(zhuǎn)子以及位于相鄰轉(zhuǎn)子之間的多個(gè)定子，定子由兩個(gè)定子外齒、位于兩個(gè)定子外齒之間的定子內(nèi)齒、定子內(nèi)塞、定子外塞和繞組構(gòu)成無軛閉口槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤以及貼合在轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁體，本實(shí)用新型提出的無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)，具有提高槽滿率、節(jié)約鐵心材料、提高轉(zhuǎn)矩品質(zhì)、提高轉(zhuǎn)矩密度和提高系統(tǒng)低速、輕載等整體運(yùn)行效率的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種無輛閉口槽多盤式永磁電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種多盤式永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在電動(dòng)車最顯著的特點(diǎn)為頻繁地起停、加減速，而不是運(yùn)行在某一恒速下，基于電動(dòng)車的性能要求，要求其所用的電機(jī)系統(tǒng)具有較高的瞬時(shí)功率和功率密度，還應(yīng)有較高的高低速綜合效率。軸向永磁電機(jī)由于其自身的特點(diǎn)非常適合電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合，而多盤式永磁電機(jī)能進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩密度和瞬時(shí)功率，也能通過繞組換接有效地解決驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在低速、低負(fù)載工況下效率低的問題。
[0003]實(shí)用新型專利201210147618.1公開了一種模塊化多盤式永磁無刷電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)內(nèi)至少設(shè)置兩個(gè)定子動(dòng)力模塊，采用扇-環(huán)混合式繞組、雙向斜極，實(shí)現(xiàn)模塊化控制。專利200920189389.3公布了一種電動(dòng)車用多盤式永磁輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于由四個(gè)兩兩相對(duì)的定子鐵心構(gòu)成的兩組定子，兩個(gè)單面轉(zhuǎn)子盤和一個(gè)雙面轉(zhuǎn)子盤組成轉(zhuǎn)子盤，單面盤式轉(zhuǎn)子通過電機(jī)主軸固定在電機(jī)的兩頭，雙面轉(zhuǎn)子盤位于兩組定子的中間，雙面轉(zhuǎn)子盤與單面轉(zhuǎn)子盤同軸固定。以上兩項(xiàng)專利均提出了一種多盤式永磁電機(jī)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在定子鐵心軛部，材料利用率不夠高，對(duì)系統(tǒng)效率有一定的影響。
[0004]此外，現(xiàn)有的多盤式永磁電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩一般由其中單盤電機(jī)所產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩疊加而成，齒槽轉(zhuǎn)矩大，對(duì)電機(jī)運(yùn)行的可靠性、控制定位精度等都帶來了不利的影響，并引起振動(dòng)、噪聲等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能提高材料利用率，又能夠提高轉(zhuǎn)矩品質(zhì)、轉(zhuǎn)矩密度和系統(tǒng)效率的無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)，包括同轉(zhuǎn)軸固定的多個(gè)轉(zhuǎn)子、位于相鄰轉(zhuǎn)子之間的多個(gè)定子，以及由轉(zhuǎn)軸、軸承、前端蓋、后端蓋和機(jī)殼共同構(gòu)成的電機(jī)外殼，其中，
[0007]所述定子各自由定子外齒、定子內(nèi)齒、定子內(nèi)塞、定子外塞和繞組共同組成，其中定子外齒的數(shù)量為2個(gè)，它們呈圓盤狀結(jié)構(gòu)且相互對(duì)置，并在其中心位置設(shè)有相互對(duì)準(zhǔn)的軸孔；定子內(nèi)塞呈現(xiàn)直徑與所述軸孔相同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著定子外齒的軸孔外緣聯(lián)接在兩個(gè)定子外齒之間；定子外塞呈現(xiàn)直徑與定子外齒相同的且具有開口的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著定子外齒的外緣聯(lián)接在兩個(gè)定子外齒之間，定子內(nèi)塞(12)、定子外塞(7)與定子外齒(8)均通過螺孔(20)用螺釘固定，繞組則相應(yīng)纏繞在定子內(nèi)齒上；此外，在定子外齒的圓盤狀結(jié)構(gòu)端面上，具有多個(gè)位于軸孔外緣與定子外齒外緣之間并沿著周向間隔設(shè)置的內(nèi)齒槽，并在相鄰的內(nèi)齒槽之間加工有沿徑向排列的多個(gè)圓形通孔；定子內(nèi)齒則通過位于其兩端且與內(nèi)齒槽相匹配的凸起嵌合在內(nèi)齒槽之間，由此保持聯(lián)接在定子外齒之間，形成無軛閉口槽定子結(jié)構(gòu)；
[0008]所述轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤，這多個(gè)轉(zhuǎn)子盤由靠近電機(jī)前端面的前端單面轉(zhuǎn)子盤、靠近電機(jī)后端面的后端單面轉(zhuǎn)子盤以及位于兩者之間的多個(gè)雙面轉(zhuǎn)子盤共同組成，并且在所述前端單面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)端面、所述后端單面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)端面，以及所有所述雙面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)外兩個(gè)端面上均設(shè)置有沿著周向均勻間隔的多個(gè)扇形永磁體。
[0009]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述扇形永磁體與其所在的轉(zhuǎn)子盤同圓心，并且它的斜極角度α滿足此外，相鄰兩轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁體的軸向錯(cuò)開角度β滿足定子槽數(shù)
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β^,..，并呆i正相間隔一+胃子福;的兩胃子福;±的_形τ?α茲鐵$由@錯(cuò)開角s為
疋卞槽數(shù)
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[0010]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述定子外齒采用電工磁鐵制作。
[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述定子內(nèi)齒由軟磁復(fù)合材料經(jīng)粉末冶金的方法加工而成。
[0012]總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0013]1.無定子軛部結(jié)構(gòu)，定子直接由定子外齒和定子內(nèi)齒構(gòu)成，消除了定子軛部，定子節(jié)省了鐵心材料，也減少了定子鐵耗，提高了電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度和效率；
[0014]2.定子為閉口槽結(jié)構(gòu),定子槽內(nèi)結(jié)構(gòu)為兩塊定子外齒和定子內(nèi)齒組合而成,不存在傳統(tǒng)中為了繞線而開的槽口，繞組直接繞在定子內(nèi)齒上，繞線簡(jiǎn)單、槽滿率高，在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和降低工藝和的同時(shí)，也改善氣隙磁密，降低渦流損耗，大大地降低了齒槽轉(zhuǎn)矩和提高了電機(jī)效率，而定子外齒由電工磁鐵構(gòu)成存在一系列小孔的片狀結(jié)構(gòu)，大小孔既減少了漏磁效應(yīng)，又改善了電機(jī)的冷卻效果；
[0015]3.轉(zhuǎn)子采用組合式斜極結(jié)構(gòu)，通過多層永磁體不同的斜極方向和軸向相對(duì)位置關(guān)系組合而成，既改善氣隙磁密，降低齒槽轉(zhuǎn)矩，同時(shí)提高反電勢(shì)的正弦度，進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)的定子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)的定子外齒示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)的定子內(nèi)齒示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)的定子外塞示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)中的定子內(nèi)塞示意圖；
[0023]圖8為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)中的永磁體組合式斜極整體示意圖；
[0024]圖9為本實(shí)用新型無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)中的永磁體組合式斜極局部示意圖。
[0025]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0026]I 一轉(zhuǎn)軸、2 —前端蓋、3 —前端單面轉(zhuǎn)子盤、4 一機(jī)殼、5 —定子固鍵、6 —第二個(gè)定子、7 —定子外塞、8 —定子外齒、9 一扇形永磁體、10 —后端單面轉(zhuǎn)子盤、11 一后端蓋、12 —定子內(nèi)塞、13 —傳感器磁環(huán)、14 一軸承、15 —雙面轉(zhuǎn)子盤、16 —第一定子、17 —定子內(nèi)齒、18—圓形通孔、19-內(nèi)齒槽、20-螺孔、21-出線孔、22-出氣孔、23-繞組
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0028]如圖1所示，無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)包括由轉(zhuǎn)軸1、軸承14、前端蓋2、后端蓋11以及機(jī)殼4共同構(gòu)成的電機(jī)外殼、同轉(zhuǎn)軸間隔設(shè)置的三個(gè)轉(zhuǎn)子盤3、10、15以及位于相鄰兩轉(zhuǎn)子之間的兩個(gè)盤式定子6、16,定子通過定子固鍵5固定在機(jī)殼4上,定子固鍵5固定在機(jī)殼4中心位置,永磁體9粘結(jié)在轉(zhuǎn)子盤3、10、15上,構(gòu)成主磁極,傳感器磁環(huán)13固定在后端蓋11上。
[0029]如圖2所示，定子6由兩個(gè)定子外齒8、位于兩個(gè)定子外齒8之間的定子內(nèi)齒17、定子內(nèi)塞12、定子外塞7和繞組23共同組成，其中定子外齒8的數(shù)量為2個(gè)，它們呈圓盤狀結(jié)構(gòu)且相互對(duì)置，并在其中心位置設(shè)有相互對(duì)準(zhǔn)的軸孔；定子內(nèi)塞12呈現(xiàn)直徑與所述軸孔相同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(如圖7所示)，并沿著定子外齒8的軸孔外緣聯(lián)接在兩個(gè)定子外齒8之間；定子外塞17呈現(xiàn)直徑與定子外齒8相同的且具有開口的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(如圖6所示)，并沿著定子外齒8的外緣聯(lián)接在兩個(gè)定子外齒8之間，繞組23則相應(yīng)纏繞在定子內(nèi)齒17上；定子內(nèi)塞12、定子外塞7與定子外齒8通過螺孔20用螺釘固定，各個(gè)盤式定子的各相繞組獨(dú)立引出。
[0030]如圖4所示，在定子外齒8的圓盤狀結(jié)構(gòu)端面上，具有多個(gè)位于軸孔外緣與定子外齒8外緣之間并沿著周向間隔設(shè)置的內(nèi)齒槽19，并在相鄰的內(nèi)齒槽19之間加工有沿徑向排列的四個(gè)由電工磁鐵構(gòu)成的圓形通孔18 ;定子內(nèi)齒17則通過位于其兩端且與內(nèi)齒槽相匹配的凸起嵌合在內(nèi)齒槽19之間，由此保持聯(lián)接在定子外齒8之間，形成無軛閉口槽定子結(jié)構(gòu)。定子內(nèi)齒結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0031]如圖8所示，轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤，這多個(gè)轉(zhuǎn)子盤由靠近電機(jī)前端面的前端單面轉(zhuǎn)子盤3、靠近電機(jī)后端面的后端單面轉(zhuǎn)子盤10以及位于兩者之間的雙面轉(zhuǎn)子盤15共同組成，并且在前端單面轉(zhuǎn)子盤3的內(nèi)側(cè)端面、后端單面轉(zhuǎn)子盤10的內(nèi)側(cè)端面，以及雙面轉(zhuǎn)子盤15的內(nèi)外兩個(gè)端面上均設(shè)置有沿著周向均勻間隔的多個(gè)扇形永磁體9,扇形永磁體與其所在的轉(zhuǎn)子盤同圓心,并且它的斜極角度α
m&a <山之二； I*外，前端單面轉(zhuǎn)子齒;3與雙面轉(zhuǎn)子齒；is ±的扇形茲體的軸向錯(cuò)開疋子槽數(shù)
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角度β滿足71^^，并且前端單面轉(zhuǎn)子盤與后端單面轉(zhuǎn)子盤3上的扇形永磁鐵軸向定子槽數(shù)錯(cuò)開角度為O。需要說明的是，前端單面轉(zhuǎn)子盤3與后端單面轉(zhuǎn)子盤10之間還可以設(shè)置多
^(SO11'卜個(gè)雙面轉(zhuǎn)子盤，相鄰兩轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁體的軸向錯(cuò)開角度β均滿足βU’V二,ν，并
疋子槽數(shù)且保證相間隔一個(gè)轉(zhuǎn)子盤的兩轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁鐵軸向錯(cuò)開角度為O。
[0032]如圖9所示，扇形永磁體斜極角度α即為扇形永磁體外弧上的一端點(diǎn)和圓心的連線與其內(nèi)弧上與外弧端點(diǎn)同側(cè)的一端點(diǎn)和圓心連線的夾角；相鄰兩轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁體軸向錯(cuò)開角度β即為前后兩相鄰扇形永磁體的兩對(duì)稱軸線的夾角。
[0033]此外，電機(jī)的兩個(gè)盤式定子的繞組獨(dú)立引出，構(gòu)成相互獨(dú)立的控制支路，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行串并聯(lián)切換，并分配各自的功率；每個(gè)盤式定子的三相繞組獨(dú)立引出，并不在內(nèi)部進(jìn)行Y聯(lián)接或者△聯(lián)接，在具體的應(yīng)用場(chǎng)合可根據(jù)具體實(shí)際要求進(jìn)行Y-△切換，通過合理分配兩盤的功率以提高整體效率。
[0034]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)，包括同轉(zhuǎn)軸固定的多個(gè)轉(zhuǎn)子、位于相鄰轉(zhuǎn)子之間的多個(gè)定子，以及由轉(zhuǎn)軸⑴、軸承(14)、前端蓋(2)、后端蓋(11)和機(jī)殼⑷共同構(gòu)成的電機(jī)外殼，其特征在于， 所述定子各自由定子外齒(8)、定子內(nèi)齒(17)、定子內(nèi)塞(12)、定子外塞(7)和繞組(23)共同組成，其中定子外齒(8)的數(shù)量為2個(gè)，它們呈圓盤狀結(jié)構(gòu)且相互對(duì)置，并在其中心位置設(shè)有相互對(duì)準(zhǔn)的軸孔；定子內(nèi)塞(12)呈現(xiàn)直徑與所述軸孔相同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著定子外齒(8)的軸孔外緣聯(lián)接在兩個(gè)定子外齒(8)之間；定子外塞(17)呈現(xiàn)直徑與定子外齒(8)相同的且具有開口的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著定子外齒(8)的外緣聯(lián)接在兩個(gè)定子外齒(8)之間，定子內(nèi)塞(12)、定子外塞(7)與定子外齒(8)均通過螺孔(20)用螺釘固定，繞組(23)則相應(yīng)纏繞在定子內(nèi)齒(17)上；此外，在定子外齒(8)的圓盤狀結(jié)構(gòu)端面上，具有多個(gè)位于軸孔外緣與定子外齒(8)外緣之間且沿著周向間隔設(shè)置的內(nèi)齒槽(19)，并在相鄰的內(nèi)齒槽(19)之間加工有沿徑向排列的多個(gè)圓形通孔(18);定子內(nèi)齒(17)則通過其兩端的凸起嵌合在內(nèi)齒槽(19)之間，由此保持聯(lián)接在定子外齒(8)之間，形成無軛閉口槽定子結(jié)構(gòu)； 所述轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤，這多個(gè)轉(zhuǎn)子盤由靠近電機(jī)前端面的前端單面轉(zhuǎn)子盤(3)、靠近電機(jī)后端面的后端單面轉(zhuǎn)子盤(10)以及位于兩者之間的多個(gè)雙面轉(zhuǎn)子盤(15)共同組成，并且在所述前端單面轉(zhuǎn)子盤(3)的內(nèi)側(cè)端面、所述后端單面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)端面，以及所有所述雙面轉(zhuǎn)子盤(15)的內(nèi)外兩個(gè)端面上均設(shè)置有沿著周向均勻間隔的多個(gè)扇形永磁體(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)，其特征在于，所述扇形永磁體與其所在的轉(zhuǎn)子盤同圓心，并且它的斜極角度α滿足α<；此外，相鄰兩轉(zhuǎn)子盤上
疋子槽數(shù)
3601|>|:的扇形永磁體的軸向錯(cuò)開角度β滿足β<...，并且保證相間隔一個(gè)轉(zhuǎn)子盤的兩轉(zhuǎn)
疋子槽數(shù)子盤上的扇形永磁鐵軸向錯(cuò)開角度為O。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無軛閉口槽多盤式永磁電機(jī)，其特征在于，所述定子外齒采用電工磁鐵制作。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK203942424SQ201420339371
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】楊凱, 魏續(xù)彪, 謝鴻欽 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)